Efisiensi Turbin dan Efisiensi Alternator .1. Efesiensi turbin
Danny Harri Siahaan : Pengujian Sudu Rata Prototipe Turbin Air Terapung Pada Aliran Sungai, 2009. USU Repository © 2009
2
33 12
, 33
≈ =
β Jadi besar sudut antara
2
W dengan
2
U
2
β adalah 33
4.5 Efisiensi Turbin dan Efisiensi Alternator 4.5.1. Efesiensi turbin
T
η Efesiensi turbin dapat dihitung dari persamaan-persamaan berikut ini :
t E
P
K
= …………………………. lihat pada bab 2
dimana
2
2 1
mv E
K
=
t mv
P
2
2 1
= , dimana
r v
ω =
t r
m P
2
2 1
ω =
, dimana r = ½ D
t D
m P
2
2 1
2 1
ω =
t D
m P
2 2
4 1
2 1
ω =
t mD
P
2 2
8 1
ω =
Danny Harri Siahaan : Pengujian Sudu Rata Prototipe Turbin Air Terapung Pada Aliran Sungai, 2009. USU Repository © 2009
Dari persamaan diatas maka dapat dihitung daya poros turbin dan daya poros alternator yaitu :
a. Daya Poros Turbin
pt
P
t D
m P
pt pt
pt pt
2 2
8 1
ω =
Dimana :
=
pt
m
massa turbin = 75 kg =
pt
D diameter poros turbin = 32 mm = 0,032 m
=
pt
n
Putaran poros turbin = 27 rpm 27 putaran dalam 1 menit, sehingga t = 1 menit = 60 detik
dari persamaan : t
pt
θ ω =
pt pt
n
π θ
2 =
dimana ω = kecepatan sudut poros turbin rads
pt
θ = besar perpindahan sudut rad Maka
8678 ,
2 60
27 2
= =
π ω
rads Sehingga diperoleh,
t D
m P
pt pt
pt pt
2 2
8 1
ω =
Danny Harri Siahaan : Pengujian Sudu Rata Prototipe Turbin Air Terapung Pada Aliran Sungai, 2009. USU Repository © 2009
60 8678
, 2
032 ,
75 8
1
2 2
=
pt
P
00132 ,
=
pt
P
Watt Jadi daya yang dihasilkan pada poros turbin adalah sebesar 0,00132 Watt.
b. Daya Poros Alternator
pAlt
P
t D
m P
pAlt pAlt
pAlt pAlt
2 2
8 1
ω =
Dimana : =
pAlt
m massa poros alternator = 0,3 kg
=
pAlt
D
diameter poros alternator = 10 mm = 0,01 m
=
pAlt
n
Putaran poros alternator = 1030 rpm 1030 putaran dalam 1 menit, jadi t = 1 menit = 60 detik
dari persamaan : t
pAlt
θ ω =
pAlt pAlt
n π
θ 2
= dimana
ω = kecepatan sudut poros alternator rads
pAlt
θ = besar perpindahan sudut rad Maka
80 ,
107 60
1030 2
= = π
ω rads
Sehingga diperoleh,
Danny Harri Siahaan : Pengujian Sudu Rata Prototipe Turbin Air Terapung Pada Aliran Sungai, 2009. USU Repository © 2009
t D
m P
pAlt pAlt
pAlt pAlt
2 2
8 1
ω =
60 80
, 107
01 ,
3 ,
8 1
2 2
=
pAlt
P
000726 ,
=
pAlt
P
Watt Jadi daya yang dihasilkan pada poros alternator adalah sebesar 0,000726 Watt.
Maka Efesiensi daya Turbin adalah
T
η =
100 x
P P
pt pAlt
T
η = 100
00132 ,
000726 ,
x
T
η = 55 Sehingga diperoleh efisiensi turbin dengan menggunakan sudu rata adalah sebesar
55 4.5.2. Efesiensi daya Alternator
A
η Efesiensi daya alternator dapat juga dihitung dari persamaan :
A
η = 100
x P
P
Max A
Dimana
A
P = daya alternator hasil pengujian = 115,03 Watt
Max
P = daya maksimum alternator = 360 Watt berdasarkan spesifikasi
alternator maka :
A
η =
100 360
03 ,
115 x
Danny Harri Siahaan : Pengujian Sudu Rata Prototipe Turbin Air Terapung Pada Aliran Sungai, 2009. USU Repository © 2009
A
η = 31,95
A
η = 32 Sehingga diperoleh efesiensi dari daya listrik yang dihasilkan alternator bila
digerakan oleh turbin air terapung dengan menggunakan sudu rata adalah sebesar 32 dari daya maksimum yang dapat dihasilkannya.
Sebagai bahan perbandingan efisiensi terhadap prototipe turbin air terapung dengan menggunakan sudu lengkung, dimana dari hasil pengujian diperoleh efisiensi
turbin terapung yang menggunakan sudu lengkung tersebut adalah sebesar 57 dan efisiensi daya yang dihasilkan alternatornya adalah sebesar 35. Hal ini berarti
bahwa efisiensi dari prototipe turbin air terapung dengan menggunakan sudu lengkung lebih besar dibandingkan efisiensi yang terjadi bila menggunakan sudu rata,
sehingga dapat disimpulkan bahwa prototipe turbin air terapung ini lebih efektif bila menggunakan sudu lengkung daripada sudu berbentuk rata.
Danny Harri Siahaan : Pengujian Sudu Rata Prototipe Turbin Air Terapung Pada Aliran Sungai, 2009. USU Repository © 2009